[实用新型]一种单相通用有源电力滤波器

说明书

本实用新型公开了一种单相通用有源电力滤波器，包括通过变压器与单相交流电网一极相连接的AC‑DC‑AC变换器，AC‑DC‑AC变换器通过无源滤波器与单相交流电网另一极相连接，负载连接在无源滤波器上；AC‑DC‑AC变换器包括分别由两个绝缘栅双极型晶体管串联连接的桥臂a、桥臂b、桥臂c和桥臂h；桥臂a、桥臂b、桥臂c和桥臂h并联连接；桥臂a中点与变压器的一次侧相连接，桥臂b中点和桥臂c中点分别与变压器的二次侧相连接，桥臂b中点和桥臂c中点为异名端连接；桥臂a的两端还并联连接有直流链路电容器；桥臂b中点还与无源滤波器的一端相连接，单相交流电网另一极还与无源滤波器的另一端相连接。具有较低的平均开关频率和开关损耗、可有效减低电网THD和WTHD。

技术领域

本实用新型属于有源滤波技术领域，涉及一种单相通用有源电力滤波器。

背景技术

诸多研究致力于将电网电能的质量保持在可接受的范围内，并且已经开发出诸如有源功率滤波器(APF)类的设备，以减轻功率损耗并提高系统效率；APF分为并联和串联，其中并联APF与负载并联连接，串联APF通过变压器串联到系统；并联式APF可以补偿由于非线性负载引起的无功功率和电流谐波，而串联APF可以补偿单相交流电网中的电压骤降/骤升和电压谐波；

在此基础上又出现了通用有源功率滤波器(UAPF)，其兼具串联和并联APF的特性；可对不同性质负载下的电压和电流谐波，无功功率以及电压骤降/骤升进行有效补偿；将H桥转换器添加到系统中以获得多级拓扑，但现阶段提出的拓扑结构，会增加开关数量和变压器的数量，从而导致平均开关频率及损耗剧增，对单相电网的电流(THD)和电压(WTHD)补偿效果较差。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题在于提供一种具有较低的平均开关频率和开关损耗、可有效减低电网THD和WTHD的单相通用有源电力滤波器。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种单相通用有源电力滤波器，包括通过变压器与单相交流电网一极相连接的AC-DC-AC变换器，AC-DC-AC变换器通过无源滤波器与单相交流电网另一极相连接，单相交流电网上的负载连接在无源滤波器上；

AC-DC-AC变换器包括分别由两个绝缘栅双极型晶体管串联连接的桥臂a、桥臂b、桥臂c和桥臂h；桥臂a、桥臂b、桥臂c和桥臂h的发射极和集电极分别并联连接；桥臂a中点与变压器的一次侧相连接，桥臂b中点和桥臂c中点分别与变压器的二次侧相连接，桥臂b中点和桥臂c中点为异名端连接；桥臂a的两端还并联连接有直流链路电容器；桥臂b中点还与无源滤波器的一端相连接，单相交流电网另一极还与无源滤波器的另一端相连接。

进一步的，无源滤波器包括串联连接的滤波电感Lh和电容Ch，负载与电容Ch并联连接。

进一步的，变压器一次侧和二次侧的同名端方向相反。

进一步的，桥臂a中点与桥臂c中点为同名端连接。

进一步的，负载包含线性负载和非线性负载，其中非线性负载包括感性负载和容性负载。

进一步的，变压器的一次侧和二次侧的匝数比为1:2。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：